DE2062452B2

DE2062452B2 - Dehydratisieren von orthoborsaeure

Info

Publication number: DE2062452B2
Application number: DE19702062452
Authority: DE
Inventors: Horst Dr. 4370 Mari; Rose Hermann 4300 Essen Grasemann
Original assignee: Chemische Werke Huels AG
Current assignee: Huels AG
Priority date: 1970-12-18
Filing date: 1970-12-18
Publication date: 1977-12-22
Also published as: US3791435A; DE2062452C3; CH558303A; GB1367696A; IT945466B; AU3700571A; DE2062452A1; FR2118503A5; JPS5127238B1

Description

Bei der Oxydation von Kohlenwasserstoffen, wie Cyclohexan, Cyclododecan oder Paraffinen mit Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltenden Gasen werden bekanntlich Borverbindungen, wie Borsäure oder Boroxyd, verwendet. Nach der Oxydation liegen die Borverbindungen als Borsäureester des aus dem Kohlenwasserstoff entstandenen Alkohols vor. Die Borsäureester werden zur Gewinnung des Alkohols mit Wasser oder wäßrigen Borsäurelösungen verseift. Die anfallende Borsäure liegt dann als wasserfeuchte Borsäure vor. Der freie Wassergehalt dieser Borsäure beträgt 10 bis 20 Gewichtsprozent, insbesondere 5 bis Gewichtsprozent. Zur Wiederverwendung wird die Orthoborsäure zu Metaborsäure dehydratisiert. Je Mol Orthoborsäure werden dabei I Mol Wasser frei, das sind etwa 29 Gewichtsprozent Wasser, bezogen auf die Orthoborsäure. Die Dehydratisierung der Borsäure geschieht in einem Temperaturbereich zwischen 70 und 160⁰C, vorzugsweise arbeitet man bei Temperaturen /wischen 150 und 160⁰C. Die dehydratisierte Borsäure neigt zu Verklumpungen und führt daher zu Verstopfungen der Anlage. Nach einem bekannten Verfahren arbeitet man daher in Gegenwart einer organischen Flüssigkeit bei vorzugsweise hohen Temperaturen von 145 bis 155'C (DT-AS 12 38 886). Diese Arbeitsweise hat folgende Nachteile: Aufgrund des hohen Siedepunkte icnipkweise des Cyclododecan-Wasser-Aceo-

Irons te Se Borsäurefluchtigkeit so hoch, daß

Abgaswege und Kondensatoren nach kurzer Betriebs-

,eif verstopfen. Die damit verbundenen Reinigungszei-

, Je"vermindern erheblich die Raumzeitausbcutc.

Die hohen Betriebstemperaturen im Reaktor bewirken außerdem ein Verklumpen und führen zu Verstopfungen in den Abgasleitungen.

Bei Verwendung bekannter verschiedenartiger Trokkenapparate konnten keime hinreichend guten Ergeb-„Use erzielt werden. Be. der Verwendung von Wirbelschichttrocknern treten an den Wandungen und dem Siebboden Anbackungen und Nes er von Metaborsäure auf. so daß derartige Trockner in kurzen ,5 Zeitabständen gereinigt werden müssen. Außerdem gehen mit der Trockenluft wesentliche Mengen an Fpinanteilen der Metaborsäure verloren. Bei der Verwendung von Prallrohrtrocknern treten starke Änhackungen auf. Es hat sich ferner gezeigt, daß bei iieser ArTder Trocknung lediglich in der Hauptsache die f-eie Feuchte entfernt werden kann wahrend d.e Umwandlung zur Metaborsäure praktisch nicht gelingt. Auch bei der Verwendung von Tellertrocknern treten Anbackungen und Verklumpungen auf. Bei der Verwendung von Trommeltrocknern mit und ohne Einbauten, Vakuumtaumeltrocknern. Bandtrocknern, Hochfrequenztrocknern und Hohlschneckenwarmeaustauschern konnten ebenfalls keine techn.sch befr.ed.genden Ergebnisse erreicht werden.

™ Ebensowenig ließ der Einsatz üblicher Ruhrvorrichtungen Γ einem heiz- und kühlbaren Behälter (1) mit Produktzuführung (2) und Produktabfuhrung (3), Gaseintritt (4) und Brüdenauslaß (5), nahe an die Behälterwand und den Behälterboden heranreichendem Rührwerk mit senkrechter Achse (6), waagerechten Rührflügeln (7) und parallel zur Achse angeordneten Abstreiforganen (8), selbst bei Anbringung fur viskose Stoffe oft üblicher Schneiden an den Abstreiforganen die Vermeidung derart hartnäckiger Anbackungen in befriedigender Weise erwarten.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß Anbackungen und Verklumpungen beim Einsatz solcher Vorrichtungen zur Dehydratisierung von Orthoborsäure doch vermieden werden können, wenn man eine Vorrichtung verwendet, bei der die waagerechten Rührflügel (7) und die parallel zur Achse (6) angeordneten Abstreiforgane (8) schneidenförm.g ausgebildet sind wobei die Schneide zur Behälterwand bzw zum Behälterboden gerichtet ist und in Kombination hierzu 50 zusätzlich am Rührflügel (7) und dem Behalterdeckel ineinanderkämmende Zargen (9 9a; mit unrundem Querschnitt parallel zur Rührwerkachse (6), aber in einem Anstellwinkel zur Rührflügelachse (7) angebracht

^Besonders vorteilhaft wirkt es sich aus wenn an der i Abifrrichtung (10) so

55 besonaers vuncmiou »γ,. ^. -„

Achse (6) eine weitere Abstreifvorrichtung (10) so angeordnet ist, daß auch der Deckel laufend von Anbackiingen befreit werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist somit die Verwendung ho einer derartigen Vorrichtung zum kontinuierlichen Dehydratisieren von Borsäure.

Die Schneiden (11, 12) der verwendeten Vorrichtung sollen so nahe als möglich an die Wand reichen. Der Abstand zwischen der Schneidspitze und der Wand »Γ) beträgt 0,1 bis 30 mm, vorzugsweise 0,3 bis 0,5 mm.

Die Zargen (9, 9a) besitzen vorteilhaft einen rechteckigen Querschnitt, aber auch ein dreieckiger Querschnitt isl beispielsweise möglich. Der Anstellwin-

ke! der Zargen beträgt positiv oder negativ 1 bis 90°, vorzugsweise 25 bis 35°, bezogen auf die Rührflügelachse (7), wobei unter positiver Richtung die zur Achse (6) zeigende und als negative Richtung die zur Behälterwand zeigende Richtung verstanden wird. Der Anstellwinkel zweier nebeneinander liegender Zargen (9, 9a) soll dabei einmal positiv und einmal negativ sein

Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, den in die Produkfibführung reichenden Teil der Achse (6) ebenfalls mit Schneiden (12) auszustehen.

Ferner ist es vorteilhaft, die Anflanschsteile (13) des Produktauslasses besonders gegen Wärmeeinleitung vom Behälter her, beispielsweise durch eine Asbestzwischenschicht, zu isolieren. Ferner kann dieser "Feil der Vorrichtung wechselweise erwärmt oder gekühlt werden.

Die Schneiden (11, 12) bilden einen Winkel von 5 bis 50°. insbesondere von 25 bis 45°, mit uer Behälterwand. In der Abb. 1 ist im Schnitt die erfindungsgemäß verwendete Vorrichtung dargestellt. Die A b b. 2 stellt einen Horizontalschnitt längs der Linie /4-ßdar, woraus die Anordnung der Zargen (9, 9a) und die der Schneide (1 l)zu ersehen ist.

Die Umdrehzahl des Rührwerks (7) mit den Abstreiferorganen (8) und den Zargen (9) richtet sich 2> nach der Größe des Behälters und der Füllhöhe der eingebrachten Orthoborsäure. Mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 2 bis 15m/sec werden die besten Ergebnisse erzielt.

Bei der Dehydratisierung der Borsäure wird zweckmäßig durch den Behälter ein inertes Gas, vorzugsweise Luft, geleitet, wobei entweder das Gas unter erhöhtem Druck in den Behälter eingeführt wird oder auch unter vermindertem Druck abgezogen werden kann. Vorteilhaft arbeitet man dabei mit einem erwärmten Gas, wobei beim Einlaß die Temperatur zwischen 20 und 160"C, insbesondere zwischen 150 und 160"C liegt. Die in den abziehenden Brüden enthaltenen Feinanteile können durch herkömmliche Methoden wie Filter oder Wäscher abgeschieden werden.

Vor der Beschickung wird der Mantel des Behälters vorzugsweise mit Dampf vorgeheizt.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden auch nach einer Zeit von 500 Stunden keine Anbackungen und keine Klumpenbildungen zwischen den Zargen beobachtet. Auch eine Verstopfung des Produktauslasses ist nicht zu beobachten.

Beispiel

In einen 1701 fassenden Rührreaktor, entsprechend den A b b. I und 2, werden 50 kg feuchte Orthoborsäure eingefüllt, die einen Metaborsäuregehalt von 64% hat. Unter Rühren werden 20 m^! Luft/Stunde darübergeleitet. Die Temperatur im Mantel des Reaktors wird auf 160°C eingestellt. Nach 5 Stunden ist die Raktion beendet, und es liegt eine 100-prozentige Metaborsäure vor.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung einer Vorrichtung, bestehend aus einem heiz- und künlbaren Behälter (1) mit Produktzuführung (2) und Produktabführung (3), Gaseintritt (4) und Brüdenauslaß (5), und bis nahe an die Behälterwand und den Behälterboden heranreichendem Rührwerk mit senkrechter Achse (6), wobei die waagerechten Rührflügel (7) und die parallel zur Achse (6) angeordneten Abstreiforgane (8) schneidenförmig ausgebildet sind, diese Schneiden zur Behälterwand bzw. zum Behälterboden gerichtet und zusätzlich am Rührflügel (7) und dem Behälterdeckel ineinanderkämmende Zargen (9, 9a) mit unrundem Querschnitt parallel zur Rührwerkachse (6), aber in einem Anstellwinkel zur Rührflügelachse (7) angeordnet sind, zum kontinuierlichen Dehydratisieren von Orthoborsäure.

2. Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Produktauslaß (3) reichende Teil der Achse (6) schneidenförmig ausgebildet ist.

3. Verwendung einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Schneiden (11, 12) und der Behälterwand bzw. dem Behälterboden 0,3 bis 0,5 mm beträgt.

4. Verwendung einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zargen (9, 9a) einen rechteckigen Querschnitt besitzen.

5. Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel der Zargen (9,9aj)25 bis 35" beträgt.

6. Verwendung einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anflanschstelle (13) der Produktabführung (3) heiz- und kühlbar ist.